Aufgabenbeispiele von MGK Klasse 8
Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen
Binär aus Dezimal
Beispiel:
Gib die Zahl 34 im Binärsystem an.
Zuerst versuchen wir Schritt für Schritt die Zahl 34 als Summe von 2er-Potenzen (siehe rechts) zu schreiben:
34 = 32 + 2
= 1⋅32 + 0⋅16 + 0⋅8 + 0⋅4 + 1⋅2 + 0⋅1
Somit ergibt sich die Binärdarstellung von 34 = (10.0010)2
Dezimal aus Binär
Beispiel:
Gib die Zahl (1000.0101)2 im Dezimalsystem an.
Als Dezimalzahl
Um die (für uns normale) Dezimalzahl zu berechnen, müssen wir einfach jede Ziffer mit der zugehörigen 2er-Potenz ihrer Stelle (siehe rechts) multiplizieren. Am besten tun wir das von rechts nach links:
(1000.0101)2 = 1⋅1 + 0⋅2 + 1⋅4 + 0⋅8 + 0⋅16 + 0⋅32 + 0⋅64 + 1⋅128= 133
Somit ergibt sich die Dezimaldarstellung von (1000.0101)2 = 133
ggT mit Primfaktoren
Beispiel:
Bestimme den größten gemeinsamen Teiler von 308 und 154.
Wir erstellen zuerst die Primfaktorzerlegungen von den beiden Zahlen:
308
= 2 ⋅ 154
= 2 ⋅ 2 ⋅ 77
= 2 ⋅ 2 ⋅ 7 ⋅ 11
154
= 2 ⋅ 77
= 2 ⋅ 7 ⋅ 11
Jetzt gehen wir alle Primteiler, die in beiden Zerlegungen vorkommen, durch und stecken diese in ihrer gemeinsamen Potenz (also so oft, wie sie höchstens in beiden Zahlen vorkommen) in unsere neue Zahl:
2(die 2 kommt sowohl in 308 als auch 154 insgesamt 1 mal vor)
2 ⋅ 7(die 7 kommt sowohl in 308 als auch 154 insgesamt 1 mal vor)
2 ⋅ 7 ⋅ 11(die 11 kommt sowohl in 308 als auch 154 insgesamt 1 mal vor)
Da 2 ⋅ 7 ⋅ 11 = 154 in beiden Primfaktorzerlegungen vorkommt, muss 154 auf jeden Fall ein Teiler von beiden Zahlen sein. Andererseits kann es keinen größeren gemeinsamen Teiler geben, denn sonst müsste ja in diesem größeren gemeinsamen Teiler noch ein weiterer gemeinsamer Primfaktor sein.
Unser größter gemeinsamer Teiler von 308 und 154 ist somit :
ggT(308,154) = 154
kgV mit Primfaktoren
Beispiel:
Bestimme das kleinste gemeinsame Vielfache von 55 und 36.
Wir erstellen zuerst die Primfaktorzerlegungen von den beiden Zahlen:
55
= 5 ⋅ 11
36
= 2 ⋅ 18
= 2 ⋅ 2 ⋅ 9
= 2 ⋅ 2 ⋅ 3 ⋅ 3
Jetzt gehen wir jeden Primteiler, der in einer den beiden Zerlegungen vorkommt, durch und stecken diesen in seiner maximalen Potenz (also so oft, wie er höchstens in einer Zahl vorkommt) in unsere neue Zahl:
2 ⋅ 2(die 2 kommt in 36 insgesamt 2 mal vor)
2 ⋅ 2 ⋅ 3 ⋅ 3(die 3 kommt in 36 insgesamt 2 mal vor)
2 ⋅ 2 ⋅ 3 ⋅ 3 ⋅ 5(die 5 kommt in 55 insgesamt 1 mal vor)
2 ⋅ 2 ⋅ 3 ⋅ 3 ⋅ 5 ⋅ 11(die 11 kommt in 55 insgesamt 1 mal vor)
In 2 ⋅ 2 ⋅ 3 ⋅ 3 ⋅ 5 ⋅ 11 = 1980 sind nun alle Primteiler von 55 und alle Primteiler von 36 enthalten. Also ist 1980 ein Vielfaches von 55 und 36. Es muss auch das kleinste sein, denn bei einer noch kleineren Zahl würde mindestens ein Primfaktor von 55 oder 36 fehlen.
Das kleinste gemeinsame Vielfache von 55 und 36 ist somit :
kgV(55,36) = 1980
ggT mit Euklid' schem Algor.
Beispiel:
Berechne mit Hilfe des Euklid'schen Algorithmus den größten gemeinsamen Teiler von 48 und 50.
Berechnung des größten gemeinsamen Teilers von 48 und 50
| =>48 | = 0⋅50 + 48 |
| =>50 | = 1⋅48 + 2 |
| =>48 | = 24⋅2 + 0 |
also gilt: ggt(48,50)=2
Dezimal und Hexdezimal aus Binär
Beispiel:
Gib die Zahl (101.1100)2 sowohl im Dezimal- als auch im Hexdezimalsystem an.
Als Dezimalzahl
Um die (für uns normale) Dezimalzahl zu berechnen, müssen wir einfach jede Ziffer mit der zugehörigen 2er-Potenz ihrer Stelle (siehe rechts) multiplizieren. Am besten tun wir das von rechts nach links:
(101.1100)2 = 0⋅1 + 0⋅2 + 1⋅4 + 1⋅8 + 1⋅16 + 0⋅32 + 1⋅64= 92
Somit ergibt sich die Dezimaldarstellung von (101.1100)2 = 92
Als Hexadezimalzahl
Jeder 4-er-Block wird in eine Hexadezimalzahl umgewandelt und diese werden hintereinander gesetzt:
(101)2 = 1⋅4 + 0⋅2 + 1⋅1 = 5 = (5)16
(1100)2 = 1⋅8 + 1⋅4 + 0⋅2 + 0⋅1 = 12 = (C)16
Somit ergibt sich die Hexadezimaldarstellung von (101.1100)2 = (5C)16
alle Teiler einer Zahl
Beispiel:
Bestimme alle Teiler von 77 an:
Wir suchen alle Teiler von 77. Dabei beginnen wir mit der 1 und testen die weiteren Zahlen.
Wenn eine Zahl ein Teiler von 77 ist, teilen wir 77 durch diese Zahl und erhalten so automatisch einen weiteren Teiler. Wir erhalten so also immer Teiler-Paare mit einem größerem und einem kleineren Teiler (die multipliziert wieder 77 ergeben).
Somit genügt es, nur die kleineren Teiler zu finden, weil wir ja so die Größeren automatisch mit erhalten.
1 ist Teiler von 77, denn 77 = 1 ⋅ 77, also ist auch 77 ein Teiler.
2 ist kein Teiler von 77, denn 77 = 2 ⋅ 38 + 1.
3 ist kein Teiler von 77, denn 77 = 3 ⋅ 25 + 2.
4 ist kein Teiler von 77, denn 77 = 4 ⋅ 19 + 1.
5 ist kein Teiler von 77, denn 77 = 5 ⋅ 15 + 2.
6 ist kein Teiler von 77, denn 77 = 6 ⋅ 12 + 5.
7 ist Teiler von 77, denn 77 = 7 ⋅ 11, also ist auch 11 ein Teiler.
8 ist kein Teiler von 77, denn 77 = 8 ⋅ 9 + 5.
Jetzt können wir das Ausprobieren beenden, weil ja 9 kein kleinerer, sondern nur ein größerer Teiler sein könnte
- schließlich ist 9 ⋅ 9
= 81 > 77, aber die größeren Teiler haben wir ja bereits alle bei den kleineren mit erhalten.
Richtig sortiert ergibt sich also für die Teilermenge von 77:
1, 7, 11, 77
Teilbarkeitsregeln rückwärts
Beispiel:
Bestimme eine Ziffer, die man für das Kästchen ⬜ einsetzen kann, damit 129⬜ sowohl durch 3 als auch durch 4 teilbar ist.
Wir schauen zuerst, welche Ziffern möglich sind, dass die Zahl durch 4 teilbar ist.
Dazu müssen wir ja nur die letzten beiden Stellen betrachten, also 9⬜.
Bei den 90er-Zahlen muss ja 2 oder 6 an der Einerstelle stehen, weil eben nur 92, 96 durch 4 teilbar sind.
Diese verbleibenden Möglichkeiten überprüfen wir nun noch auf Teilbarkeit durch 3.
2: Dann wäre die Zahl 1292, für die Quersumme gilt dann: 1 + 2 + 9 + 2 = 14, also nicht durch 3 teilbar.
6: Dann wäre die Zahl 1296, für die Quersumme gilt dann: 1 + 2 + 9 + 6 = 18, also durch 3 teilbar.
Die einzige mögliche Ziffer ist also 6.
Summe von Primzahlen
Beispiel:
Schreibe 54 als Summe von zwei Primzahlen:
Wir testen der Reihe nach alle Primzahlen, ob sie mit einer weiteren Primzahl die Summe von 54 bilden:
2 + 52 = 54, dabei ist 52 aber keine Primzahl
3 + 51 = 54, dabei ist 51 aber keine Primzahl
5 + 49 = 54, dabei ist 49 aber keine Primzahl
7 + 47 = 54, dabei ist 47 auch eine Primzahl
7 und 47 wären also zwei Primzahlen mit 7 + 47 = 54
Primfaktorzerlegung
Beispiel:
Bestimme die Primfaktorzerlegung von 120 :
Wir testen der Reihe nach alle Primzahlen, ob sie Teiler von 120 sind und zerlegen dann immer die Zahl in die Primzahl und den anderen Faktor:
120
= 2 ⋅ 60
= 2 ⋅ 2 ⋅ 30
= 2 ⋅ 2 ⋅ 2 ⋅ 15
= 2 ⋅ 2 ⋅ 2 ⋅ 3 ⋅ 5
